Физика. 9 класс · Перышкин, Гутник · § 64

Упражнение 49 к § 64

§ 64. Большие планеты Солнечной системы · тема: Большие планеты Солнечной системы

Задача 1

Условие (кратко)

Что является причиной смены времён года на Земле?

Решение

Ось вращения Земли наклонена к плоскости её орбиты (примерно на 66,5°, то есть к перпендикуляру — на 23,5°) и при движении вокруг Солнца сохраняет своё направление в пространстве.

Поэтому полгода к Солнцу сильнее повёрнуто Северное полушарие, полгода — Южное. В полушарии, повёрнутом к Солнцу, лучи падают круче, день длиннее — земля получает больше тепла, там лето. В другом полушарии лучи падают полого, день короткий — там зима.

Расстояние до Солнца здесь почти ни при чём: орбита Земли близка к окружности, а в январе, когда в Северном полушарии зима, Земля даже немного ближе к Солнцу.

Ответ
Наклон оси вращения Земли к плоскости орбиты, сохраняющий направление при обращении вокруг Солнца
Почему так

От наклона оси зависят высота Солнца над горизонтом и продолжительность дня, а значит, и количество получаемого тепла.

Подробнее — в теме «Большие планеты Солнечной системы».

Задача 2

Условие (кратко)

По справочным данным определить скорость и центростремительное ускорение Земли при движении вокруг Солнца, считая орбиту окружностью.

Решение
Дано
  • \(r = 1{,}5 \cdot 10^{11}\) м (1 а. е.)
  • \(T = 365\) сут \(= 365 \cdot 24 \cdot 3600 \approx 3{,}15 \cdot 10^{7}\) с
Найти
  • \(v\)
  • \(a\)

За год Земля проходит длину окружности \(2\pi r\):

\(v = \dfrac{2\pi r}{T} = \dfrac{2 \cdot 3{,}14 \cdot 1{,}5 \cdot 10^{11}}{3{,}15 \cdot 10^{7}} \approx 3{,}0 \cdot 10^{4}\) м/с \(\approx 30\) км/с.

Центростремительное ускорение:

\(a = \dfrac{v^2}{r} = \dfrac{(2{,}99 \cdot 10^{4})^2}{1{,}5 \cdot 10^{11}} \approx 6{,}0 \cdot 10^{-3}\) м/с².

Ответ
v ≈ 30 км/с; a ≈ 0,006 м/с²
Почему так

При равномерном движении по окружности скорость равна \(2\pi r/T\), а центростремительное ускорение \(v^2/r\) создаётся притяжением Солнца.

Подробнее — в теме «Большие планеты Солнечной системы».

Похожие задачи для тренировки

Условия задач приведены кратким пересказом. Полный текст — в учебнике «Физика. 9 класс» (А. В. Перышкин, Е. М. Гутник; Дрофа, 2014).

Нашли ошибку?

Опечатка, неверный ответ, непонятное объяснение — напишите, что не так. Мы проверим и исправим.